世界各地科學(xué)家正重新審視乏核燃料管理策略，致力于將傳統(tǒng)認(rèn)知中的“廢物挑戰(zhàn)”轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新契機(jī)，提升能源利用效率并保障能源安全。在美國能源部橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室，放射化學(xué)工程師凱蒂·約翰遜(Katie Johnson)處于核燃料循環(huán)研究前沿，她所在團(tuán)隊(duì)聚焦從乏燃料中分離回收有價值材料，旨在減少廢物、延長資源壽命并強(qiáng)化國家能源未來。

凱蒂·約翰遜在問答中詳細(xì)闡釋了“關(guān)閉”核燃料循環(huán)概念。當(dāng)前核工業(yè)采用開放式循環(huán)，乏燃料無回收機(jī)制;而閉式循環(huán)則包含回收流程，可減少廢料、重新利用未燃燃料材料、回收有價值裂變產(chǎn)物，還能縮減處置與儲存空間。燃料再利用對核能未來至關(guān)重要，可減少鈾進(jìn)口依賴，延長資源壽命，滿足能源需求，保障國家能源獨(dú)立。

目前，實(shí)現(xiàn)燃料回收有水溶液溶解法(PUREX法)和高溫熔鹽法兩種主要技術(shù)。橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室等正牽頭研究，開發(fā)支持安全自動化處理的耐用材料與傳感器技術(shù)。凱蒂·約翰遜的研究聚焦開發(fā)捕集放射性核素的分離技術(shù)，在碘尾氣測試與減排(IOTA)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)捕獲放射性碘的固體吸附劑，通過研究吸附劑化學(xué)與材料科學(xué)，實(shí)現(xiàn)污染物安全高效管理。

實(shí)現(xiàn)核燃料循環(huán)利用仍面臨挑戰(zhàn)，放射性核素管理和勞動力發(fā)展是關(guān)鍵。私營企業(yè)對燃料回收興趣漸濃，但公共與私營部門目標(biāo)不同，需多種管理選擇。橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室專業(yè)設(shè)施可助力各方找解決方案。此外，新一代科學(xué)家需更有針對性培訓(xùn)與職業(yè)發(fā)展，以應(yīng)對未來新科學(xué)問題。